Указатель заземления якорных обмоток машин постоянного тока Советский патент 1942 года по МПК G01R31/06 

Предметом изобретения является указатель зазем.тения якорных обмоток машин постоянного тока с применением вольтметров, включенных между каждой шиной и землей.

Обычно в сетях постоянного тока устанавливается вольтметровый указатель заземления сети, состояш.ий из двух вольтметров (фиг. 1). По такому указателю можно судить лишь о заземлении провода сети, на заземление якорных обмоток машин постоянного тока он не реагирует. Объясняется это тем, что в якорных обмотках машин постоянного тока индуктируется переменная з.д.с., и каждая точка обмотки имеет относительно шин сети переменный потенциал, поочередно приближающийся к потенциалу то одной, то другой шины. Если какая-либо точка якорной обмотки машины соединяется с корпусом и, следовательно, с землей, то она приобретает потенциал земли; потенциал шин становится переменным и начинает пульсировать в пределах от нуля до значения напряжения сети с частотой / -.

В левой части фиг. 2 изображены якорь машины с заземленной точкой и указатель заземления с вольтметрами Vi и Vg, а в правой части- кривая изменения потенциала заземленной точки относительно шин. На кривой показаны мгновенные значения Ui и Uo напряжения, приложенного к вольтметрам.

В каждый момент времени сумма Ui и Uo равна напряжению сети. Магнитоэлектрические вольтметры, показания которых пропорциональны средним, значениям напряжений, при отсутствии заземления шин будут давать одинаковые показания.

Между тем заземление якорных обмоток является не менее опасным, чем заземление сети. Последнее может вызвать перегорание одного из главных предохранителей или срабатывание одного из главных автоматов. В худшем случае это вызывает кратковременный перебой в работе, но тяжелых аварий за собой не влечет. Иначе получается при заземлении обмотки машины; в этом случае оба полюса сети и обмотки

„ рп

60971- 2 -

всех машин испытывают колебаний напряжения относительно земли. Слабые места изоляции, получая толчки напряжения с частотой от 15 до 100 раз в секунду, скоро пробиваются. Если новая точка заземления появится на одном из полюсов сети, то короткое замыкание через обмотку машины и неисправный кабель приведет к повреждению заземленной обмотки раньше, чем подействует максимальный автомат, так как лЧля местного перегрева обмотки в одной только точке, ее заземления не требуется большого тока.

Помимо описанного простейшего индикатора заземления, известен еш,е индикатор, предназначенный для указания не только заземления сети, но и якорных обмоток машин (фиг. 3). Он также состоит из двух вольтметров, включенных между шинами и средней точкой, соединенной с землей. Один из вольтметров - магнитоэлектрический, другой - электромагнитный. Для выравнивания сопротивлений вольтметров параллельно каждому из них включено сопротивление, равное сопротивлению соседнего вольтметра.

При заземлении какого-либо полюса сети описываемый индикатор ведет себя так же, как и обыкновенный (см. фиг. 1). Когда же заземляется якорная обмотка машнны, вольтметры индикатора (см. фиг. 3) начинают давать неодинаковые показания. Это объясняется тем, что показания одного из вольтметров пропорциональны среднему значению напряжения, а показания второго - эффективному значению, следовательно, индикатор будет реагировать на появление переменного напряжения, сопровождающего заземление якорной обмотки. Практически же индикатор неудобен, так как он реагирует не только на заземление якорных обмоток, но и на неравенство сопротивления изоляции проводов сети, обычно имеюшее место даже при нормальной эксплуатации.

Описываемый указатель заземления не имеет указанных недостатков. В нем параллельно вольтметрам постояпного тока включены вольтметры переменного тока, с целью чтобы при заземлении якорной обмотки одной из присоединенных к сети машин обнаружилась разница в показаниях включенных параллельно вольтметров, которая вызывается появляющимся между шинами и землей пульсируюш,им напряжением. Число вольтметров для указателя может быть сокращено до двух, если одну пару вольтметров, составляющую одно плечо указателя, заменить сопротивлением и предусмотреть переключатель для взаимного замещения вольтметров и сопротивления.

На фиг. 4, 5 и 6 показаны схемы описываемого указателя.

В схеме на фиг. 4 примепены четыре вольтметра: два магнитоэлектрических V - и два электромагнитных V. К каждому из двух вертикально по мещенных вольтметров приложено одинаковое напряжение, поэтому пока обмотки машин не заземлены, вертикально расположенные вольтметры будут давать одинаковые показания. Но пара приборов левого плеча может давать показания, отличные от показаний приборов правого плеча, что зависит от состояния изоляции сети. Если изоляция сети исправна, а якорная обмотка машины заземлится, то вольтметры правого плеча будут давать такие же показания, как и вольтметры того же типа левого плеча. При этом верхние, магнитоэлектрические, вольтметры будут давать показания, соответствующие половине напряжения сеуи постоянного тока, а нижние, электромагнитные, - будут показывать эффективное значение кривой, меняющей свою величину в одном направлении - от нуля до значения напряжения сети, т. е. примерно на 20%, больше, чем верхние. Такое расхождение в показаниях между верхними и нижними вольтметрами явится несомненным признаком заземления якорной обмотки одной из машин.

Вместо четырех вольтметров можно обойтись двумя (фиг. 5), заменив вторую пару равнозначным ей сопротивлением. Такой указатель будет измерять нотенциал только одной шины, тем не менее он позволит судить о характере заземления. При заземлении одной из шин оба вольтметра будут показывать либо нуль, либо полное напряжение сети, при заземлении же якорной обмотки показания магнитоэлектрического вольтметра будут соответствовать половине напряжения сети, а электромагнитный вольтметр будет показывать приблизительно на 20% больше.

С помощью простого трехполюсного переключателя (фиг. 6) нахождение заземленной шины можно упростить еш,е больше.

Предмет изобретения

1.Указатель заземления якорных обмоток машии постоянного тока с применением вольтметров, включенных между каждой шиной и землей, отличающийся тем, что параллельно вольтметрам постоянного тока включены вольтметры переменного тока с целью, чтобы при заземлении якорной обмотки одноГ из присоединенных к сети машин появлялась разница в показаниях включенных параллельно вольтметров, вызываемая возникающим между и землей пульсирующим напряжением.

2.Форма выполнения указателя заземления по п. 1, отличающаяся тем, что для уменьшения числа вольтметров два вольтметра, составляющие одно плечо схемы, заменены сопротивлением и предусмотрен переключатель для взаимного замещения вольтметров и сопротивления.

Фиг.2

Фаг.З

иг.

V -Ъ

Риг.5

Фиг.б